2. Мета: повторити теорії походження кам’яного вугілля,
одержати знання про кам’яне вугілля, його склад,
процеси та продукти його переробки, про основні види
палива та їх значення в енергетиці країни; з’ясувати
роль кам’яного вугілля як джерела одержання різних
хімічних речовин; ознайомитися з основними
принципами процесу коксування кам’яного вугілля;
показати розмаїтість використання продуктів
коксування; з’ясувати напрямки охорони
навколишнього середовища від забруднень під час
переробки вуглеводневої сировини та використання
продуктів її переробки.
3. Кам’яне вугілля було відомо ще в стародавньому світі. Перше
згадування про нього пов’язують з Аристотелем (IV ст. до р. х.).
Кількома десятиріччями пізніше його учень Теофраст
Ересський в «Трактаті про каміння» писав:
Стародавні римляни видобували кам’яне
вугілля для опалення на території нинішньої
Великої Британії. У І ст. до н. е. в китайській
провінції Юннань вугілля нагрівали без
доступу повітря та отримували кокс.
4. Утворення
Кам'яне вугілля утворилося з продуктів розкладу органічних залишків
рослин, що зазнали зміни (метаморфізм) в умовах високого тиску
навколишніх порід земної кори і порівняно високої температури.
5. Кам'яне́ вугі́лля — тверда горюча корисна копалина, один з
видів вугілля викопного, проміжний між бурим
вугіллям і антрацитом.
6. Характеристика
Щільна порода чорного, іноді сіро-чорного кольору. Блиск смоляний або
металічний. В органічній речовині кам'яного вугілля міститься 75-
92 % вуглецю, 2,5-5,7 % водню, 1,5-15 % кисню. Містить 2-48 % летких
речовин. Вологість 1-12 %. Вища теплота згоряння в перерахунку на сухий
беззольний стан 30,5-36,8 МДж/кг. Кам'яне вугілля належить до гумолітів;
сапропеліти і гумітосапропеліти присутні у вигляді лінз та невеликих
прошарків.
8. Класифікація, різновиди
Кам'яне вугілля розділяють на блискуче, напівблискуче, напівматове, матове. У
залежності від переважання тих або інших петрографічних компонентів виділяють
вітренове, кларенове, дюрено-кларенове, кларено-дюренове, дюренове
і фюзенове кам'яне вугілля.
Серед структур органічної речовини вугілля виділено 4 типи (телінітова, посттелінітова,
преколінітова і колінітова), які є послідовними стадіями єдиного процесу
розкладання лігніно-целюлозних тканин.
Існує багато видів класифікації кам'яного вугілля: за речовинним складом,
петрографічним складом, генетичні, хіміко-технологічні, промислові та змішані.
Генетичні класифікації характеризують умови накопичення вугілля, речовинні і
петрографічні — його речовинний та петрографічний склад, хіміко-технологічні —
хімічний склад вугілля, процеси формування та промислової переробки, промислові —
технологічне групування видів вугілля в залежності від вимог промисловості.
Класифікації вугілля в пластах використовуються для характеристики вугільних родовищ.
9. Наша держава – одна з найбагатших країн світу за
розвіданими запасами кам’яного вугілля і входить у
десятку найбільших світових його експортерів.
20%
43%
5%1%
2%
2%
3%
5%
5%
6%
8%
Частки країн у світовому експорті вугілля
США
Китай
Інші
Україна
Казахстан
Польща
Індонейзія
Росія
Південна Африка
Австралія
Індія
10. • В Україні найбільші запаси кам’яного вугілля розвідані в Донецькому та
Львівському кам’яновугільних басейнах. Поклади вугілля в одних місцях
виходять на поверхню, в інших – залягають на глибині до 2500 метрів і
більше, мають товщину від кількох сантиметрів до декількох десятків
сотень метрів.
Львівсько-волинський
вугільний басейн
•Площа близько 10тис км2
•Запаси вугілля перевищують 970 млн. т.
Донецький вугільний
басейн
•Площа близько 60 тис км2
•78% кам’яного вугілля
•Запаси вугілля 57,5 млрд. т.
11. Найбільші розвідані запаси кам'яного вугілля в Україні зосереджені
в Донецькому кам'яновугільному басейні та у Львівсько-Волинському
вугільному басейні.
За кордоном — в Карагандинському, Південно-
Якутському, Мінусинському, Буреїнському, Тунгуському, Ленському, Таймирсь
кому, Аппалачському, Пенсильванському, Нижньорейнсько-Вестфальському
(Рурському), Верхньосілезькому, Остравсько-Карвінському, Шаньсі, Південно-
Уельському басейнах.
21. Існує кілька способів переробки цієї корисно копалини,
сере яких основним є коксування.
Коксування – термічна переробка вугілля,
що полягає в його нагрівання без доступу
повітря до 900-1100 С і витримуванні при
цій температурі до 20 год, унаслідок чого
вугілля розкладається з утворенням
твердого коксу і летких органічних сполук і
неорганічних речовин.
Це складний перервний процес, що потребує
спеціальних апаратів – коксових печей і
великих затрат теплової енергії.
Коксування
22. Основним апаратом, у якому здійснюють коксування вугілля, є коксова піч.
Вона складається з вузьких камер коксування завширшки 0,5м, завдовжки 4-7
м, куди одноразово завантажують майже 10 тис. кг подрібненого кам’яного
вугілля. Для забезпечення належного перебігу процесу коксування 60-70 печей
об’єднують в одну коксову батарею, у якій між печами розташовують
опалювальні простінки. Необхідну для коксування теплову енергію одержують,
спалюючи прироний чи коксовий газ.
Кам’яне
вугілля
Регенератори
для нагрівання
газу й повітря
Засипні
отвори
Газозбірник
Продукти
конденсації
Камери
коксування
23. Гідрування
- Каталітичний процес обробки твердого палива воднем при температурі
майже 500 С. Продукти гідрування – це переважно суміш летких
вуглеводнів, за складом аналогічних летким нафтопродуктам, що
утворюють фракцію бензину. Тому цей процес вважають одним із
перспективних способів добування синтетичнго бензину.
Газифікація
— високотемпературний процес взаємодії вуглецю
вугільного палива з окисниками, який здійснюється з
метою одержання суміші горючих газів (Н2, СО, СН4).
25. Використання
Кам'яне вугілля використовується як
технологічна, енерго-технологічна і
енергетична сировина, при
виробництві коксу і напівкоксу з отриманням
великої кількості хімічних продуктів
(нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких
одержують добрива, пластмаси, синтетичні
волокна, лаки, фарби і т.і.
Один з найперспективніших напрямів
використання кам'яного вугілля — скраплення
(зрідження) — гідрогенізація вугілля з
отриманням рідкого палива.
При переробці кам'яного вугілля отримують
також:
активне вугілля, штучний графіт і т. д.;
в промислових масштабах
вилучається ванадій, ґерманій і сірка;
розроблені методи
отримання ґалію, молібдену, цинку, свинцю.
Для задоволення потреб економіки Україна
щорічно використовує близько 100 млн. т
вугілля, з яких майже 80 млн. т видобувається
вітчизняними підприємствами.
26.
27. Висновок
• Кам'яне́ вугілля — тверда горюча корисна копалина, один з видів
вугілля викопного, проміжний між бурим вугіллям і антрацитом.
• Кам'яне вугілля утворилося з продуктів розкладу органічних
залишків рослин, що зазнали зміни (метаморфізм) в умовах
високого тиску навколишніх порід земної кори і порівняно високої
температури.
• Кам'яне вугілля використовується як технологічна, енерго-
технологічна і енергетична сировина, при
виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості
хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких
одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і
т.і.
• Спосіб видобутку вугілля залежить від глибини його залягання.
Розробка ведеться відкритим способом, якщо глибина залягання
вугільного пласта не перевищує 100 метрів.
• Для добування вугілля з великих глибин використовуються шахти.
